CN106058583A - 一种无线插座 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种无线插座，涉及电气元件领域。所述无线插座与控制器通信连接；包括：控制电路和输出调节电路；所述控制电路，用于获取控制器生成的对应于环境参数的控制指令，根据所述控制指令调整输出至输出调节电路的触发信号的占空比；所述输出调节电路与所述控制电路电连接，用于根据所述触发信号调整输出参数的数值范围。本发明实施例实现自动调节输出电压的目的，提升了电路的可靠性和智能性。

Description

一种无线插座

技术领域

本发明实施例涉及电气元件，尤其涉及一种无线插座。

背景技术

随着智能家居产业的不断发展，智能家居产品的应用越来越广泛。人们对智能家居产品的要求也逐渐增加，特别是，控制的智能性和安全性。

在发明人实现发明的过程中，发现现有技术存在如下缺陷：目前市场上的无线插座只能控制电源的开关，不能实现智能调节输出电压；并且，电源的开关通过控制继电器的通断实现，可能因继电器故障使得无线插座出现开启关闭的故障，导致无线插座的使用寿命缩短。

发明内容

本发明实施例提供一种无线插座，以实现智能调节输出电压。

第一方面，本发明实施例提供了一种无线插座，与控制器通信连接；包括：控制电路和输出调节电路；

所述控制电路，用于获取控制器生成的对应于环境参数的控制指令，根据所述控制指令调整输出至输出调节电路的触发信号的占空比；

所述输出调节电路与所述控制电路电连接，用于根据所述触发信号调整输出参数的数值范围。

进一步的，还包括过零检测电路，与所述控制电路电连接，用于对交流电源进行过零检测，根据检测结果生成同步信号输出至所述控制电路。

进一步的，所述过零检测电路包括全桥整流器和光电耦合器；

所述全桥整流器串联于所述交流电源上，用于将交流脉冲整流成100Hz的正半周脉冲，输出所述正半周脉冲至所述光电耦合器；

在所述正半周脉冲的电压超过所述光电耦合器中发光二极管的门限电压时，所述光电耦合器导通，输出低电平至所述控制电路；以及，

在所述正半周脉冲的电压低于所述光电耦合器中发光二极管的门限电压时，所述光电耦合器截止，输出高电平至所述控制电路。

进一步的，还包括射频功率放大器；所述射频功率放大器串联于所述控制电路的单片机与所述无线收发子电路之间。

进一步的，所述输出调节电路包括三极管、光控可控硅芯片和可控硅；

所述三极管串联于所述光控可控硅芯片和所述控制电路之间，通过所述三极管将所述触发信号放大后输出至所述光控可控硅芯片，所述光控可控硅芯片根据所述触发信号调整所述可控硅的导通区间；

所述可控硅输出对应于所述导通区间的输出参数。

进一步的，所述三极管的基极连接所述控制电路，集电极通过上拉电阻与直流电源连接，所述上拉电阻并联在所述光控可控硅的输入端，发射极接地；

所述光控可控硅的输出端分别连接交流电源和所述可控硅的一个阳极，另一阳极连接交流电源；

所述可控硅的控制极与交流电源电连接，通过与所述光控可控硅的输出端连接的一个阳极，输出对应于所述导通区间的输出参数。

进一步的，所述控制器配置于所述无线插座配对使用的电器设备中，具体用于：

通过设置于室内的传感器获取室内的环境参数，或者，从互联网抓取当前地区的环境参数；

将所述环境参数与预设阈值进行比较，根据比较结果生成控制指令。

本发明实施例通过控制电路根据对应于环境参数的控制指令，调整输出至输出调节电路的触发信号的占空比，使所述触发信号与对应于交流电源过零点的同步信号的相位关系满足所述控制指令的规定；并通过所述输出调节电路根据所述触发信号调整输出参数的数值范围。本发明实施例实现自动调节输出电压的目的，提高了电路的智能性；采用可控硅替换继电器，提升了电路的可靠性，同时降低了产品的硬件成本。

附图说明

图1是本发明实施例一中的无线插座的结构示意图；

图2是本发明实施例一中的无线插座中过零检测电路的原理图；

图3是本发明实施例一中控制电路的原理图；

图4是本发明实施例一中的无线插座中输出调节电路的原理图；

图5是本发明实施例一中的无线插座中同步信号和触发信号的时序图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的无线插座中控制电路的原理图，本实施例可适用于连接在无线插座120上的电子设备需要自动切换电源开关或自动调节电压的情况，具体为：

无线插座120与控制器110通信连接；包括：控制电路122和输出调节电路123。

所述控制电路122，用于获取控制器110生成的对应于环境参数的控制指令，根据所述控制指令调整输出至输出调节电路123的触发信号的占空比。

所述输出调节电路123与所述控制电路122电连接，用于根据所述触发信号调整输出参数的数值范围。

其中，控制器110可以配置于所述无线插座120配对使用的电器设备中，具体用于：

通过设置于室内的传感器获取室内的环境参数，或者，从互联网抓取当前地区的环境参数；将所述环境参数与预设阈值进行比较，根据比较结果生成控制指令。例如，视频播放***通过电源线与无线插座120电连接。配置于视频播放***中的控制器110通过环境光传感器，采集当前环境中亮度参数。控制器110将所采集的亮度参数与预设阈值进行比较，若所采集的亮度小于设定阈值，则生成增大延时时间的控制指令，以根据所述控制指令减小输出电压，从而使视频播放***的显示器的亮度降低。

该无线插座120还包括滤波电路，通过滤波电路滤除直流电源中的高频信号。

控制电路122在检测到过零检测电路121输出的同步信号的下降沿时，触发延时中断。根据所述控制指令包括的延时时间，确定触发信号的下降沿，从而得到占空比调整后的触发信号。控制电路122将调整后的触发信号输出至输出调节电路123。

如图2所示，所述过零检测电路121包括全桥整流器U11和光电耦合器U12。全桥整流器U11的输入端串联电阻后连接交流电源，其中，所串联的电阻起到降压的作用。全桥整流器U11的输出端正极连接光电耦合器U12中发光二极管的正极，全桥整流器U11的输出端负极连接光电耦合器U12中发光二极管的负极。光电耦合器U12的输出端连接控制电路122。

通过全桥整流器U11将交流脉冲整流成100Hz的正半周脉冲，输出所述正半周脉冲至所述光电耦合器U12。在所述正半周脉冲的电压超过所述光电耦合器U12中发光二极管的门限电压时，所述光电耦合器U12导通，输出低电平至所述控制电路122；以及，在所述正半周脉冲的电压低于所述光电耦合器U12中发光二极管的门限电压时，所述光电耦合器U12截止，输出高电平至所述控制电路122。

本发明实施例通过控制电路122根据对应于环境参数的控制指令，调整输出至输出调节电路123的触发信号的占空比，使所述触发信号与对应于交流电源过零点的同步信号的相位关系满足所述控制指令的规定；并通过所述输出调节电路123根据所述触发信号调整输出参数的数值范围。本发明实施例实现自动调节输出电压的目的，提高了电路的智能性。

如图3所示，在上述技术方案的基础上，还包括：射频功率放大器U1；所述射频功率放大器U1串联于所述控制电路122的单片机U5与无线收发子电路310之间。其中，所述单片机U5可以采用CC2530F256芯片，通过芯片的射频收发接口与射频功率放大器U1的射频收发接口电连接。射频功率放大器U1可以采用RFX2401C芯片，用于增加射频发射与接收的功率，增大接收距离。经试验，通过增加射频功率放大器U1，可以达到在空旷环境下接收半径为500米范围内的无线信号，在室内环境中接收半径为30米范围内的无线信号。

如图4所示，在上述技术方案的基础上，所述输出调节电路123包括三极管、光控可控硅芯片和可控硅。所述三极管串联于所述光控可控硅芯片和所述控制电路122之间，通过所述三极管将所述触发信号放大后输出至所述光控可控硅芯片，所述光控可控硅芯片根据所述触发信号调整所述可控硅的导通区间。所述可控硅输出对应于所述导通区间的输出参数。采用可控硅替代继电器，使得插座的可靠性增强，由于可控硅的价格较低，可以达到降低产品硬件成本的目的。

其中，所述三极管的基极连接所述控制电路122的触发信号输出接口，集电极通过上拉电阻与直流电源连接，所述上拉电阻并联在所述光控可控硅的输入端，发射极接地。

所述光控可控硅的输出端分别连接交流电源和所述可控硅的一个阳极，另一阳极连接交流电源。

所述可控硅的控制极与交流电源电连接，通过与所述光控可控硅的输出端连接的一个阳极，输出对应于所述导通区间的输出参数。

在输出至三极管基极的触发信号为高电平时，由于在三极管的基极和发射极之间加正向电压，且所加的正向电压大于三极管的门限电压，三极管导通。进而，光控可控硅中的二极管导通。光控可控硅输出高电平至可控硅的一个阳极。如图5的时序图所示，在输出正向交流电时，可控硅的T1和T2极均输入正电平，且控制极也输入正电平，可控硅导通，其导通区间(阴影区域)由触发信号和同步信号之间的延时时间决定。

上述技术方案可被应用于视频播放***的显示亮度自动调节。所述视频播放***包括用于检测环境光亮度的环境光传感器。通过环境光传感器采集环境亮度参数，并传输至控制器110。通过控制器110比较所述亮度参数与预设阈值，根据比较结果生成控制指令。例如，在所述亮度参数小于预设阈值时，可以生成包括延时时间大于当前延时时间的控制指令，以通过改变延时时间，进而改变可控硅的导通区间。控制器110将控制指令发送至无线传输模块(包括ZigBee、蓝牙或WiFi)，通过无线传输模块将控制指令传输至配对使用的无线插座120。

所述无线插座120通过无线收发子电路310获取所述控制指令，将所述控制指令对应的射频信号传输至单片机U5。所述单片机U5根据过零检测电路121输出的同步信号以及所述控制指令调整触发信号的占空比，使调整后的触发信号与同步信号之间的延时时间与所述控制指令包括的延时时间相同。单片机U5输出调整后的触发信号至输出调节电路123。

所述调整后的触发信号经电阻R27分压后，输入输出调节电路123的三极管的基极。由图5的时序图可知，在触发信号出现下降沿时，通过光控可控硅驱动可控硅导通,直至交流脉冲的过零点，可控硅截止。其中，光控可控硅可以采用DIP-6封装的摩托罗拉公司的MOC3022芯片，芯片的第一脚连接直流电源，芯片的第二串联电阻R31后连接三极管的集电极。芯片的第四脚和第六脚分别就可控硅除控制极外的两极。可控硅可以采用意法半导体(ST)的T435-600芯片(“4”表示主回路电流为4A；“35”表示触发端的最大电流是35mA，通常情况下，触发端电流为最大电流的5％即能够可靠的触发可控硅导通)。进而，为所述视频播放***供电，其中，显示器上的电流的大小由可控硅的导通区间确定。即导通区间越大(延时时间越小)，输出至显示器上的电流越大，显示器的亮度越高，导通区间越小(延时时间越大)，输出至显示器上的电流越小，显示器的亮度越低，实现根据环境光亮度，自动调节显示器的亮度。

同时，若控制器110检测到所述视频播放***关闭，则发送对应于关闭状态的控制指令至无线插座120。此时，控制指令包括的延时时间最长，以至于可控硅的导通区间为零，进而，无线插座120输出参数的数据为零，实现自动关闭电源的目的，避免用户再遥控无线插座120关闭，简化了操作程序，达到了节能的效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种无线插座，其特征在于，与控制器通信连接；包括：控制电路和输出调节电路；

所述控制电路，用于获取控制器生成的对应于环境参数的控制指令，根据所述控制指令调整输出至输出调节电路的触发信号的占空比；

所述输出调节电路与所述控制电路电连接，用于根据所述触发信号调整输出参数的数值范围。

2.根据权利要求1所述的无线插座，其特征在于，还包括过零检测电路，与所述控制电路电连接，用于对交流电源进行过零检测，根据检测结果生成同步信号输出至所述控制电路。

3.根据权利要求2所述的无线插座，其特征在于，所述过零检测电路包括全桥整流器和光电耦合器；

所述全桥整流器串联于所述交流电源上，用于将交流脉冲整流成100Hz的正半周脉冲，输出所述正半周脉冲至所述光电耦合器；

在所述正半周脉冲的电压超过所述光电耦合器中发光二极管的门限电压时，所述光电耦合器导通，输出低电平至所述控制电路；以及，

在所述正半周脉冲的电压低于所述光电耦合器中发光二极管的门限电压时，所述光电耦合器截止，输出高电平至所述控制电路。

4.根据权利要求1所述的无线插座，其特征在于，还包括射频功率放大器；所述射频功率放大器串联于所述控制电路的单片机与无线收发子电路之间。

5.根据权利要求1所述的无线插座，其特征在于，所述输出调节电路包括三极管、光控可控硅芯片和可控硅；

所述三极管串联于所述光控可控硅芯片和所述控制电路之间，通过所述三极管将所述触发信号放大后输出至所述光控可控硅芯片，所述光控可控硅芯片根据所述触发信号调整所述可控硅的导通区间；

所述可控硅输出对应于所述导通区间的输出参数。

6.根据权利要求5所述的无线插座，其特征在于，所述三极管的基极连接所述控制电路，集电极通过上拉电阻与直流电源连接，所述上拉电阻并联在所述光控可控硅的输入端，发射极接地；

所述光控可控硅的输出端分别连接交流电源和所述可控硅的一个阳极，另一阳极连接交流电源；

所述可控硅的控制极与交流电源电连接，通过与所述光控可控硅的输出端连接的一个阳极，输出对应于所述导通区间的输出参数。

7.根据权利要求1所述的无线插座，其特征在于，所述控制器配置于所述无线插座配对使用的电器设备中，具体用于：

通过设置于室内的传感器获取室内的环境参数，或者，从互联网抓取当前地区的环境参数；

将所述环境参数与预设阈值进行比较，根据比较结果生成控制指令。